Какая будет температура заварки после добавления в нее воды? Вода имеет температуру 20∘C, а заварка имеет температуру

Тема: Теплообмен в системе смешения веществ

Описание:
Для решения данной задачи по теплообмену необходимо применить закон сохранения энергии. Тепло, переданное от заварки к воде, будет равно теплу, полученному водой. Общее количество поглощенного тепла можно вычислить по формуле:

Q = m1 * c * ΔT1 + m2 * c * ΔT2,

где Q - количество поглощенного тепла, m1 и m2 - массы веществ, c - удельная теплоемкость, ΔT1 и ΔT2 - изменение температуры.

В данной задаче масса заварки является постоянной (60 мл), а масса воды увеличивается на 20 мл после добавления. Таким образом, m1 = 60 г и m2 = 80 г (20 мл воды имеет массу 80 г).

Удельные теплоемкости и плотности воды и заварки одинаковые, поэтому мы можем считать их равными.

Теперь мы можем рассчитать изменение температуры воды (ΔT2). Для этого воспользуемся законом сохранения энергии:

90 градусов * масса заварки = Т2 (конечная температура) * (масса заварки + масса воды).

Подставим значения в формулу и решим уравнение.

Пример использования:

Количество поглощенного тепла:

Q = 60 г * c * (T2 - 90 градусов) + 80 г * c * (T2 - 20 градусов).

Совет:

Для более легкого понимания задачи и расчета, рекомендуется использовать числовые значения для удельной теплоемкости и плотности (например, c = 4,18 Дж/(г·С) и плотность раствора заварки = 1 г/мл).

Упражнение:

Заварка имеет объем 100 мл и температуру 80∘C, а вода - объем 50 мл и температуру 15∘C. После смешения и достижения равновесия температура смеси составила 45∘C. Определите массу заварки.